Ibabalik ng China sa Daigdig ang Sirang Shenzhou 20 Nang Walang Sakay na Astronaut Matapos Mabiyak ang Bintana

Bihirang aberya sa kalagitnaan ng misyon at mabilis na pagtama ng kalat sa kalawakan

Ibabalik ng China sa Daigdig ang sirang sasakyang pangkalawakan na Shenzhou 20 nang walang sakay na astronaut upang masuri nang detalyado, matapos pilitin ng bitak sa bintana ang kauna-unahang pagpapasyang huwag ituloy ang pagbabalik sa kalagitnaan ng misyon sa programa ng bansa para sa human spaceflight. Kasunod ito ng isang linggong pagsasagawa ng mga operasyong pang-emerhensiya sa paligid ng istasyong pangkalawakan na Tiangong upang ligtas na maiuwi ang mga tripulante at maibalik ang sasakyang pang-emerhensiya para sa pangkat na nananatili sa orbit.

Nakita ang anomalya noong Nob. 5, habang nagsasagawa ng mga regular na pagsusuri bago humiwalay sa istasyon. Namataan ng mga astronaut ang maliit na depekto sa gilid ng bintana ng kapsulang babalik sa Daigdig. Ipinahiwatig ng mga sumunod na larawan mula sa iba't ibang anggulo at ng panlabas na kamera ng Tiangong na tunay na bitak ito, hindi latak sa ibabaw. Nahatulan ng mga inhinyero na hindi katanggap-tanggap ang panganib ng pagbabalik na may sakay na tripulante, dahil maaaring lumaki ang mga bitak sa kapsulang may presyon kapag nalantad ito sa puwersa at init.

Katatapos lamang ng tatlong astronaut ng Shenzhou 20 sa anim na buwang pananatili sa Tiangong. Sa halip na umalis ayon sa plano, naghintay sila nang siyam na araw sa pagdating ng kapalit na sasakyan, saka sumakay sa Shenzhou 21 pauwi. Nagtapos ang kanilang paglapag sa lugar ng Dongfeng sa Inner Mongolia sa pinakamahabang tuluy-tuloy na pananatili ng mga Chinese crew sa orbit hanggang ngayon, na bahagyang lampas 200 araw.

Nananatiling nakakabit sa istasyon ang sirang Shenzhou 20. Bibigyan ito ng utos na humiwalay at muling pumasok sa atmospera nang walang sakay na tripulante upang mapag-aralan ng mga inhinyero ang kilos ng bitak sa bintana sa matitinding yugto ng pagbabalik at makakolekta ng datos sa paglipad para sa mga disenyo sa hinaharap. Sinabi ni Ji Qiming, tagapagsalita ng China Manned Space Agency, na babalik ang sasakyan nang walang sakay at magbibigay ng mahahalagang sukat habang lumilipad na hindi makukuha sa ibang paraan.

Mga natuklasan ng mga inhinyero sa bintana

Ayon sa mga opisyal ng programa, malamang na isang napakaliit na piraso ng kalat sa kalawakan ang sanhi nito. Kahit tipak na mas maliit sa butil ng buhangin ay maaaring tumama sa bilis na ilang kilometro bawat segundo sa mababang orbit ng Daigdig. Sapat ang enerhiyang inilalabas sa pagtama upang mabasag o mabitak ang salamin at mga metal. Ayon sa pangkat ng disenyo ng sasakyang pangkalawakan, nagkaroon ng bitak ang bintana ng Shenzhou 20 na tumagos sa buong kapal nito, mula sa panloob hanggang panlabas na ibabaw, at makikita malapit sa gilid ng bintana.

Inilarawan ni Jia Shijin, punong taga-disenyo ng sistema ng sasakyang pangkalawakan ng China para sa mga astronaut sa China Academy of Space Technology, ang pagtatasa at panganib sa mga tripulante. Sinabi niyang sinuri ng mga espesyalista sa materyales ng salamin ang mga litrato at bidyong nakunan sa loob ng kabina at ng kamera sa robotikong braso ng Tiangong. Dahil sa kanilang natuklasan, ipinasyang ihinto muna ang orihinal na plano ng pagbabalik.

Paunang pagtataya namin na mas maliit sa 1 milimetro ang piraso ng kalat sa kalawakan, ngunit napakabilis ng takbo nito. Mahigit isang sentimetro ang haba ng naging bitak. Hindi namin ito masusuri nang direkta habang nasa orbit, kaya pag-aaralan namin itong mabuti pagbalik ng Shenzhou 20.

Karaniwang binubuo ang mga bintana ng mga sasakyang may sakay na tripulante ng maraming pane at mga harang na nagsisilbing reserbang proteksiyon. Tatlong patong ang istruktura ng mga bintana ng Shenzhou, kabilang ang panlabas na elementong panangga sa init na kailangang makatiis sa matinding init ng muling pagpasok sa atmospera, kung saan maaaring lumampas sa 1,000 digri Celsius ang temperatura. Nawawala ang pananggalang na inaasahan ng mga taga-disenyo para sa pagbabalik na may presyon kapag tumagos sa buong kapal ang bitak sa alinmang pane. Nagmodelo rin ang mga pangkat sa lupa ng pinakamasamang posibleng pangyayari: maaaring lumaki ang bitak sa muling pagpasok, magdulot ng pagkawala ng presyon, at makapasok sa kabina ang mga gas na mabilis ang takbo. Sa ganitong sitwasyon, maaaring madaig sa loob lamang ng ilang segundo ang sistema ng suporta sa buhay. Hindi katanggap-tanggap ang panganib na iyon.

Ang mga pangyayaring humantong sa emerhensiya

Sa loob ng 12 oras matapos makumpirma ang bitak, ipinagpaliban ng mission control ang pagbabalik ng Shenzhou 20 at sinimulan ang mga pamamaraang pang-emerhensiya. Nanatili ang mga tripulante sa Tiangong habang naghihintay ng ligtas na sasakyan. Nang dumating ang Shenzhou 21 para sa susunod na pagpapalit ng mga tripulante, isinagawa ng China ang isang pambihirang pagpapalitan. Umuwi ang papaalis na mga astronaut sakay ng bagong sasakyan, kaya naiwan ang papalit na pangkat na walang agarang kapsulang pangligtas.

Upang matugunan ang kakulangang ito, pinaaga ng programa sa kalawakan ang nakahandang plano. Noong Nob. 25, dalawampung araw lamang matapos ipahayag ang pagkaantala, inilunsad ng rocket na Long March 2F ang Shenzhou 22 na walang sakay na tripulante. Awtomatikong nakipagtagpo at dumaong ang sasakyang pangkalawakan ilang oras lamang matapos itong ilunsad, kaya nagkaroon muli ng opsiyon sa pagtakas ang tatlong astronaut na nasa Tiangong. Naghatid din ang misyon ng karagdagang suplay at mga espesyal na kagamitan upang mahawakan ang sirang bintana kapag inihahanda ng mga teknisyan ang Shenzhou 20 para sa pag-alis.

Bakit malaking problema ang napakaliit na kalat

Mabilis ang galaw ng mga bagay sa mababang orbit ng Daigdig, mga 7 hanggang 8 kilometro bawat segundo. Kapag nagtagpo ang dalawang bagay mula sa magkaibang anggulo, maaari pang mas mataas ang bilis ng paglapit nila sa isa't isa. Taglay ng mga pirasong napakaliit para masubaybayan mula sa lupa ang napakalaking enerhiyang kinetiko sa ganitong bilis. Kayang mag-ukit ng maliit na butil na mas mababa sa isang milimetro sa metal, bumitak sa salamin, o makasira sa mga panakip na panangga sa init. Noong nakaraan, nag-iwan ng mga marka sa mga solar array, bumutas sa mga tubo ng pampalamig ng radyador, at nagkiskis sa mga bintana ng sasakyang pangkalawakan ang mas malalaking kumpirmadong pagtama ng kalat.

Dinisenyo ang mga sasakyang pangkalawakan na may sakay na tripulante upang kayanin ang ganitong kapaligiran. Pinoprotektahan ang maraming ibabaw ng magkakapatong na panangga na tinatawag na Whipple shield. Pinagkakalas-kalas ng mga ito ang maliliit na butil bago pa makarating sa katawan ng sasakyan na nagpapanatili ng presyon. Mas mahirap protektahan ang mga bintana. Kailangan ng mga tripulante ang malinaw na tanaw para sa pagdaong at kamalayan sa paligid, kaya hindi maaaring balutan ng makakapal na panangga ang mga bintana. Sa halip, gumagamit ang mga taga-disenyo ng makakapal at maraming-patong na pane na gawa sa matitibay na materyales, naglalagay ng panakip kapag hindi kailangan ang tanaw, at nililimitahan ang laki at bilang ng mga bintana. Kahit may ganitong mga hakbang, maaari pa ring magdulot ng pinsala ang isang butil kung tumama ito sa di-kanais-nais na anggulo o sa napakabilis na takbo.

Sinusubaybayan ng mga network ang mahigit tatlumpung libong bagay na sapat ang laki upang maitala. Napakaliit para masubaybayan ang milyun-milyong mas maliliit na piraso, ngunit sapat pa rin ang laki ng mga ito upang makapinsala. Nagmumula ang kalat sa mga nagamit nang yugto ng rocket, lumang satelayt, mga piraso mula sa banggaan, at maliliit na natural na micrometeoroid. Hinihikayat ng United Nations at ng mga pambansang ahensiya sa kalawakan ang mga hakbang upang mabawasan ang kalat, gaya ng pag-alis ng nakaimbak na enerhiya sa sasakyan, kontroladong muling pagpasok sa atmospera sa pagtatapos ng misyon, at responsableng pagtatapon o paglilipat sa mga orbit na pangwakas. Sa kabila ng mga hakbang na ito, patuloy na dumarami ang mga bagay sa mga popular na landas ng orbit.

Umaasa ang mga manlalakbay sa kalawakan sa kombinasyon ng mga maniobrang pag-iwas at panangga upang mabawasan ang panganib. Regular na nag-aayos ng orbit ang mga istasyon at binibisitang sasakyan upang umiwas sa nasusubaybayang kalat, habang sumisilong ang mga tripulante sa kanilang mga kapsulang pabalik kapag may mapanganib na pagtatagpo sa orbit. Lumalakas nitong mga nakaraang taon ang panawagang pagbutihin ang koordinasyon sa trapiko sa kalawakan at pagbabahagi ng datos. Itinataguyod ng China ang magkasanib na mga proyekto sa pagmamasid ng kalat kasama ang mga katuwang nito at namumuhunan sa mga teknolohiya gaya ng mga layag na nagpapababa ng orbit at tumpak na pagsubaybay upang mapangasiwaan ang panganib na ito.

Pasya para huminto muna, bilang hakbang sa kaligtasan

Malamang na nakayanan sana ng Shenzhou 20 ang mga puwersa ng karaniwang muling pagpasok sa atmospera, ngunit walang paraan upang mapatunayan iyon habang nasa orbit. Isinasaalang-alang ng mga namamahala sa panganib kapwa ang posibilidad at ang maaaring maging bunga. Maaaring mababa ang posibilidad na lumaki nang mapanganib ang bitak, ngunit nakamamatay ang magiging resulta. Mas ligtas na maghintay ng sasakyang maayos ang kondisyon para sa pagbabalik at saka ibalik ang sirang sasakyan nang walang sakay na tao.

Tinalakay ni Chen Dong, pinuno ng misyon, ang pagpapasyang iyon matapos lumapag. Inilarawan niya ang pangyayari bilang patunay na kailangan sa eksplorasyon ang disiplina at pagtitiyaga.

Hindi madali ang landas ng eksplorasyon ng tao sa kalawakan at puno ito ng mga suliranin at hamon.

Sa unang pagkakataon sa programa ng istasyon ng China, umuwi sa Daigdig ang papaalis na mga tripulante sakay ng barkong hindi nila inilunsad. Nadagdagan nang siyam na araw ang kanilang misyon, nakapagtakda sila ng bagong pambansang rekord sa tagal, at nasubok ang mga pamamaraang pang-emerhensiya sa paglulunsad at paglapag na magiging karaniwang bahagi ng mga plano para sa mga susunod na tripulante.

Mga hakbang sa pagbabalik at pagsusuri ng sasakyang walang sakay

Sa mga susunod na araw o linggo, magsasagawa ang mga flight controller ng karaniwang pagsusuri sa Shenzhou 20, isasara ang mga hatch nito, at uutusan itong humiwalay sa Tiangong. Magsasagawa ang sasakyang pangkalawakan ng maniobrang pampababa ng orbit upang makalabas dito at muling pumasok sa atmospera sa itinakdang landas. Sisiguruhin ng mga pangkat ng recovery sa lugar ng paglapag sa Dongfeng sa Disyerto ng Gobi ang kapsula pagdating nito sa lupa gamit ang parasyut.

Higit pa sa mas malapit na pagsusuri ang nais ng mga inhinyero. Layunin nilang makakuha ng makatotohanang datos tungkol sa kilos ng bitak sa bintana habang muling pumapasok sa atmospera. Maaaring itala ng mga sensor ng temperatura, presyon, at panginginig kung paano tumutugon ang bitak sa matinding init, puwersa ng hangin, at alog na dulot ng tunog. Sinabi ni Ji Qiming na magbibigay ang pagbabalik ng pinakatotoong datos mula sa eksperimento. Ipinahihiwatig nito na ihahambing ng pangkat ang aktuwal na puwersa sa muling pagpasok sa kanilang mga modelo at mga pagsubok sa lupa. Makapagpapahusay ang ganitong impormasyon sa mga disenyo sa hinaharap at sa mga tuntunin sa paglipad kapag may bihira ngunit seryosong anomalya.

Kapag nasa kontroladong laboratoryo na, masusukat ng mga espesyalista ang hugis ng bitak, masusuri ang anumang latak sa lugar ng pagtama, at malalaman kung lumaki ang bitak habang bumababa. Susuriin din ng mga imbestigador ang mga rekord ng paggawa sa kabuuan ng bintana at proseso ng pagkakabit nito upang matiyak na hindi nagmula sa depekto noong paggawa ang pinsalang walang kaugnayan sa kalat sa orbit.

Mga operasyon sa Tiangong at ang papel ng kapsulang pangligtas

Ngayong nakakabit na ang Shenzhou 22, may opsiyon na sa pagtakas ang kasalukuyang mga tripulante sakaling magkaroon ng problemang medikal o iba pang emerhensiya. Palaging may nakahandang kapsula para sa pagbabalik ang mga tripulante ng mga istasyon sa pangmatagalang misyon. Nagsisilbi itong kapsulang pangligtas, taksi, at panangga sa init na naghihintay nang ilang buwan bago ang maikling biyahe pauwi. Kayang tumanggap ng Tiangong ng anim na astronaut sa panahon ng pagpapalitan ng mga tripulante, ngunit nakatutok ang sistema nito para sa suporta sa buhay sa tatlo kapag matagal ang pananatili. Mahalagang bahagi ng modelong ito sa operasyon ang pagpapanatili ng nakakabit at maayos na sasakyang pangbalik.

Naghahanda ang China ng isang sasakyang pangkalawakan na Shenzhou at isang rocket na Long March 2F para magamit agad sakaling kailanganin. Dinisenyo ang sistemang ito para sa mabilis na pagpapakilos, gaya ng pagpapanatili ng Russia at Estados Unidos ng mga sasakyang Soyuz at iba pang sasakyang may sakay na tripulante bilang paghahanda sa mga emerhensiya. Ipinakita ng mabilisang paglulunsad ng Shenzhou 22 ang kahandaan ng sistemang ito. Nagsilbi rin itong misyon para maghatid muli ng mga suplay, kabilang ang mga kagamitan, piyesa, at eksperimento upang mapanatiling produktibo ang istasyon.

Paano hinarap ng ibang misyon ang mga katulad na di-inaasahang pangyayari

May mga kahalintulad na pangyayari sa kasaysayan ng paglipad sa kalawakan na nagpapakita kung bakit maingat ang naging pasya tungkol sa Shenzhou 20. Noong 2022, nabutas ng micrometeoroid ang tubo ng pampalamig ng isang Russian Soyuz na nakakabit sa International Space Station. Nanatili sa orbit ang mga tripulanteng dapat sanang uuwi sakay nito hanggang sa mailunsad nang walang sakay na tripulante ang kapalit na Soyuz. Ligtas na nakauwi ang astronaut ng NASA na si Frank Rubio at dalawang kosmonaut matapos ang pinalawig na misyon.

Sa hiwalay na pangyayari, nagkaroon ng mga problema sa thruster at propulsiyon ang pagsubok na paglipad ng isang kapsulang Amerikano para sa mga tripulante, kaya napilitang manatili sa International Space Station nang mas matagal kaysa sa plano ang dalawang astronaut. Nakibahagi sila sa gawain ng mga tripulanteng naroon habang bumubuo ang mga pangkat sa lupa ng ligtas na paraan upang maiuwi sila. Pag-iingat at reserbang kakayahan, hindi ang presyur sa iskedyul, ang nagtakda sa naging resulta ng dalawang kasong ito. Gayon din ang batayan sa likod ng naging pasya tungkol sa Shenzhou 20.

Mga dapat bantayan sa mga susunod na buwan

Kabilang sa mga susunod na mahalagang hakbang ang pagbabalik ng Shenzhou 20 nang walang sakay at pagsusuri rito matapos ang paglipad, tuluy-tuloy na paggamit sa Shenzhou 22 bilang kapsulang pangligtas, at regular na pagsasagawa ng mga eksperimento at pagpapanatili sa Tiangong. Kasama sa mga tripulanteng inilunsad sakay ng Shenzhou 21 ang pinakabatang astronaut ng China hanggang ngayon. Inaasahang mananatili sa kalawakan nang mahigit isang taon ang isang miyembro bilang bahagi ng pag-aaral sa biyolohiya at mga salik pantao sa pangmatagalang misyon. Maisasagawa ang mga planong ito ngayong mayroon nang sasakyang pang-emerhensiya.

Kaunti pa lamang ang naging aberya sa paglipad ng programa ng China para sa human spaceflight, kaya kapansin-pansin ang pangyayaring ito. Ipinakita rin nito ang mahinahong pagtugon ng programa. Inuna ng pangkat ang kaligtasan ng mga tripulante, mabilis na naglunsad ng sasakyan upang maibalik ang mga pananggalang ng istasyon, at ginawang pagkakataong matuto ang anomalya sa pamamagitan ng maingat na pagsusuri sa sirang sasakyan pag-uwi nito. Malamang na gagamitin ang mga natuklasan sa disenyo ng bintana, panangga laban sa pagtama, at mga tuntunin bago muling payagang lumipad ang mga sasakyan sa mga susunod na misyon, kabilang ang planong pagtatangkang lumapag sa Buwan sa huling bahagi ng dekadang ito.

Mahahalagang Punto

• Babalik sa Daigdig ang Shenzhou 20 nang walang sakay na tripulante dahil naging mapanganib ang pagbabalik na may sakay matapos mabitak ang bintana nito.
• Ligtas na nakauwi sakay ng Shenzhou 21 ang mga astronaut na sina Chen Dong, Chen Zhongrui, at Wang Jie matapos ang siyam na araw na pagkaantala, at nakapagtakda ng bagong pambansang rekord sa tagal ng pananatili sa orbit.
• Dahil sa paglulunsad na pang-emerhensiya noong Nob. 25, nakarating sa Tiangong ang Shenzhou 22 nang walang sakay na tripulante upang magsilbing kapsulang pangligtas at maghatid ng mga kagamitan at suplay.
• Naniniwala ang mga inhinyero na isang piraso ng kalat na mas maliit sa isang milimetro ang nagdulot ng bitak na tumagos sa buong kapal ng pane ng bintana at mahigit isang sentimetro ang haba.
• Sinabi ni Ji Qiming na layunin ng pagbabalik nang walang sakay na makakuha ng makatotohanang datos sa paglipad tungkol sa kilos ng bitak sa bintana habang muling pumapasok sa atmospera.
• Susuriin ng China ang kapsula matapos itong lumapag sa lugar ng Dongfeng upang makatulong sa mga disenyo at tuntunin sa paglipad sa hinaharap.
• Ipinakikita ng insidente ang patuloy na panganib ng kalat sa mababang orbit ng Daigdig at ang halaga ng mga nakahandang planong pangligtas para sa mga tripulante.